冲力计算

裂缝

30公斤的重物栓在静力绳上从2米的高处落下，下落距离为4米，对保护点的冲力大概是多少？

根据冲量公式ft=mv，v=(2gs)^0.5,若0.1秒制动，f大约267牛。请问这思路有无问题，制动时间怎么估算？

小河

我的理解是，把绳子近似为弹簧（动力绳，静力绳，钢缆等）：mgh=1/2kx^2。k，弹性系数，x，伸长量。力F=kx=(2kmgh)^1/2。计算k时再近似一下，例如绳子说明标签上有最大力为6000N，最大伸长30％，绳长2m，k=10000N/m。则F约为5000N。
此物理过程描述为绳子对能量的吸收。
另：动量与力的关系比较适合描述没有弹性形变的刚体，比如岩石掉到石头地面产生的冲击力。

裂缝

5kn和一般情况下人冲坠产生的冲力差不多了。可用来测试一下保护牢不牢靠。

mh

静力绳的形变不是完全弹性的，塑性部分（永久拉长，或经过几分钟后逐渐回复的半塑性拉长）部分会吸收很多能量。动力绳也有这个情况，这就是为什么UIAA测试标准中要求每次测试间隔一段时间，为什么运动攀多次冲坠后绳子会越来越硬，为什么传统攀或攀冰冲坠后最好绳子换一头儿用。
另外绳结（比如安全带上的八字）收紧是会吸收很多能量的，收紧的力量很大，虽然收紧造成的距离不大，但做工很大。
我记得坠落测试如果造成了绳子断裂，原因都是在绳结附近的熔断。

jane

小河的计算比较接近实际情况。

"静力绳的形变不是完全弹性的，塑性部分（永久拉长，或经过几分钟后逐渐回复的半塑性拉长）部分会吸收很多能量.." 这种说法与事实不符。 静力绳基本上不吸收冲击能量，切切！

mh

静力绳不吸收能量？怎么叫吸收？比如说我把一个重物通过静力绳拴在一个锚点上，举起来然后让其掉下去，重物弹了几下最后停了下来。
重物下落的能量都跑哪里去了？
有证据说全跑到锚点去了吗？我认为静力绳形变消耗（吸收）了很大能量，绳结收紧也吸收一部分。我的理解是静力绳不适合保护领攀是因为延展只有1%左右，吸收能量太快（减速太快），造成的冲击力太大，不是因为它不吸收能量。

裂缝

用小河的公式，按延展1%计算，冲力将达到150kn，是不是有点夸张？

静力绳吸收很小，大部分冲击能量将传递到锚点上，这应该没有问题。我的设想是用静力绳栓2个15kg的哑铃片，来测试敲入竖缝的岩钉的可靠程度。

jane

"我的设想是用静力绳栓2个15kg的哑铃片，来测试敲入竖缝的岩钉的可靠程度"
如果用动力绳栓四个哑铃片，那就和真人差不多了。

piton敲紧了声音会变，变得清脆的声音就对了。Piton一般用在无法用岩塞保护的地方。现在用得较多的是Knife blade和Bugaboo。

mh

套用小河的公式伸长1%，k增加30倍，力应该变为5倍多，也就是30kN，怎么会成了150kN?

但是套用小河的公式是正好是错误的，因为他用弹簧（线性系统）近似绳子，而有塑性形变的绳子意思就是说它是非线性的。
非线性系统能很有效地吸收能量，比如攀冰保护用的screamer，是靠把细小的匝线拉断来吸收能量的，看来只是些细线断裂了，但后果是把一个人几米的冲坠能量吸收了。另外保护via ferrata的那种器材也是靠非线性防护四（摩擦）吸收能量的，用一米的绳子穿过保护器吸收坠落5米以上的人的能量。


我不确切知道静力绳能吸收多少能量，但用它来估计冲击力的可重复性大概很低，因为冲击瞬间有太多超过常识的因素使结果发生变化。